臺(tái)州灣懸沙運(yùn)動(dòng)的二維數(shù)學(xué)模型.pdf

1、“波浪掀沙，潮流輸沙”是波流共同作用下的河口海岸泥沙運(yùn)動(dòng)機(jī)制。臺(tái)州灣海域是強(qiáng)潮海域，同時(shí)也是浙江省強(qiáng)波浪作用海域之一，對(duì)波流共同作用下臺(tái)州灣懸沙運(yùn)動(dòng)的研究，揭示其規(guī)律，不僅可以為該地區(qū)海岸工程提供依據(jù)，而且對(duì)了解河口及海岸的演變規(guī)律，保護(hù)海洋環(huán)境等有深刻的意義。 本文在現(xiàn)有河口海岸動(dòng)力學(xué)理論、泥沙運(yùn)動(dòng)理論和數(shù)值計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，建立了一個(gè)波浪和潮流共同作用下臺(tái)州灣平面二維懸沙計(jì)算的數(shù)值模型，該模型主要由三部分組成，即波浪模型、考

2、慮了波浪作用的二維復(fù)合流場(chǎng)模型及二維懸沙輸運(yùn)模型。在建立復(fù)合流場(chǎng)模型過(guò)程中考慮了波浪輻射應(yīng)力對(duì)潮流的作用，同時(shí)在懸沙輸運(yùn)模型利用切應(yīng)力方法來(lái)確定對(duì)流擴(kuò)散方程中的泥沙源函數(shù)，底部剪切應(yīng)力是通過(guò)波—流共同作用下的非線性模式計(jì)算得到。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好，基本上再現(xiàn)了臺(tái)州灣當(dāng)時(shí)的潮流場(chǎng)及懸沙濃度分布場(chǎng)。 在驗(yàn)證的懸沙數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，本文對(duì)臺(tái)州灣大小潮的懸沙濃度分布及懸沙運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行了研究，并對(duì)大潮過(guò)程中，純潮流和波流共

3、同作用下的懸沙分布規(guī)律進(jìn)行了比較與分析，定量分析了波浪在臺(tái)州灣懸沙運(yùn)動(dòng)中的作用，得出如下結(jié)論： 臺(tái)州灣的懸沙濃度在時(shí)間上呈現(xiàn)明顯的漲落潮和大小潮周期變化。漲潮時(shí)懸沙濃度自臺(tái)州灣向椒江口內(nèi)遞增，濃度由椒江口內(nèi)向口外濃度由高到低，呈放射狀分布；同時(shí)，大潮含沙量大于小潮含沙量。在NE向波浪作用下，在椒江河口純潮流和波流共同作用下的懸沙濃度分布差異不大，可以認(rèn)為在該地區(qū)對(duì)泥沙懸浮與再懸浮起決定作用的是潮流，波浪的影響不大：在深水區(qū)，波浪